Question

【題目】研究者取野生型小鼠（Ⅰ+Ⅰ+)的胚胎干細(xì)胞，轉(zhuǎn)入含neor基因（新霉素抗性基因）的DNA片段，定向突變Ⅰ+基因（結(jié)果如圖1),再將突變的胚胎干細(xì)胞移回野生型小鼠胚胎，培育出帶突變基因（Ⅰ-）的雜合子小鼠。

(1)將外源DNA片段導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞后，需用含______的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)胞，以篩選得到突變的胚胎干細(xì)胞。

(2)用此雜合體小鼠與野生型小鼠進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)DNA分子雜交技術(shù)檢測(cè)小鼠的基因型，結(jié)果如圖2。

①檢測(cè)小鼠的基因型，需根據(jù)________序列設(shè)計(jì)DNA分子探針。根據(jù)雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)，I基因的功能是與____________有關(guān)。

②分析系譜圖________(能/不能）判斷Ⅰ+、Ⅰ-基因的顯、隱性，理由是_________.

③只有突變基因來(lái)自_______(父本/母本）時(shí)，雜合子小鼠才表現(xiàn)出發(fā)育遲緩，由此推測(cè)來(lái)自_______的I基因在體細(xì)胞中不表達(dá)。

④提取小鼠體細(xì)胞的總RNA,加入Actin基因（編碼細(xì)胞骨架蛋白）和neor基因的RNA探針，之后加入RNA酶水解單鏈RNA。若探針能與細(xì)胞樣品的RNA結(jié)合成雙鏈RNA則不被酶水解而保留，電泳分析時(shí)呈現(xiàn)明顯條帶（在記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，有明顯條帶用“+”表示，無(wú)明顯條帶用“一”表示)。請(qǐng)將支持③推測(cè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入下表ⅰ、ⅱ、ⅲ處。ⅰ___；ⅱ___；iⅱ___。

(3)雜合子小鼠雌雄個(gè)體交配，則后代的表現(xiàn)型及比例為________。

Answer 1

【答案】 新霉素 外顯子2和neor基因 生長(zhǎng)發(fā)育 不能 雜合子小鼠既有體型正常的，又有發(fā)育遲緩、體型瘦弱的，無(wú)法判斷性狀的顯、隱性，所以也無(wú)法判斷Ⅰ+、Ⅰ-基因的顯、隱性 父本 母本 一 + 一 野生型：發(fā)育遲緩型=1:1

【解析】【試題分析】

本題設(shè)置了新的情景，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合考查。但最后的落腳點(diǎn)都是平時(shí)學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí)。需要認(rèn)真審題，結(jié)合所學(xué)知識(shí)和題目要求，才能解答。

1．由圖1可知，在Ⅰ+基因的外顯子2中插入了含neor基因（新霉素抗性基因）的DNA片段，使Ⅰ+基因突變?yōu)?/span>Ⅰ-基因。所以基因Ⅰ+和Ⅰ-的區(qū)別就在于外顯子2和neor基因的序列不同。檢測(cè)外源基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，可用標(biāo)記基因neor基因來(lái)檢測(cè)。

2．圖2表示雜合體小鼠與野生型小鼠的雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果。雜交后代中有的個(gè)體發(fā)育遲緩、體型瘦弱，有的個(gè)體體型正常。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，只有突變基因來(lái)自父本時(shí)，雜合子小鼠才表現(xiàn)出發(fā)育遲緩。

3. 雜合子小鼠雌雄個(gè)體(Ⅰ+Ⅰ-)交配，遵循基因的分離定律，但后代的表現(xiàn)型需結(jié)合題意確定。

（1）由題意可知，外源DNA片段中含有neor基因（新霉素抗性基因），所以將該外源DNA片段導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞后，需用含新霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)胞，以篩選得到突變的胚胎干細(xì)胞。

（2）①可利用DNA分子雜交技術(shù)檢測(cè)小鼠的基因型。由（1）題可知所以檢測(cè)小鼠基因型的過(guò)程中需根據(jù)外顯子2和neor基因序列設(shè)計(jì)DNA分子探針；根據(jù)圖2顯示的雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，雜交后代有的個(gè)體發(fā)育遲緩、體型瘦弱，有的個(gè)體體型正常，由此可推測(cè)，I基因的功能是與小鼠的生長(zhǎng)發(fā)育有關(guān)。

②由圖2可知，雜合子小鼠既有體型正常的，又有發(fā)育遲緩、體型瘦弱的，無(wú)法判斷性狀的顯、隱性，所以也無(wú)法判斷Ⅰ+、Ⅰ-基因的顯、隱性。

③觀察圖2可知，只有突變基因來(lái)自父本時(shí)，雜合子小鼠才表現(xiàn)出發(fā)育遲緩，由此可推測(cè)來(lái)自母本的I基因在體細(xì)胞中不表達(dá)。

④野生型小鼠的基因型是Ⅰ+Ⅰ+，細(xì)胞內(nèi)不含neor基因，則總RNA中也就沒(méi)有與neor基因?qū)��?yīng)的RNA，所以加入neor基因的RNA探針后，電泳分析時(shí)無(wú)明顯條帶，故i處填“-”；突變基因來(lái)自父本的雜合小鼠(Ⅰ+Ⅰ-)細(xì)胞中I基因表達(dá)，則總RNA中含有與neor基因?qū)��?yīng)的RNA，所以加入neor基因的RNA探針后，電泳分析時(shí)有明顯條帶，故ii處填“+”； 突變基因來(lái)自母本的雜合小鼠(Ⅰ+Ⅰ-)細(xì)胞中I基因不表達(dá)，則總RNA中沒(méi)有與neor基因?qū)��?yīng)的RNA，所以加入neor基因的RNA探針后，電泳分析時(shí)無(wú)明顯條帶，故ⅲ處填“-”。

（3）雜合子小鼠雌雄個(gè)體(Ⅰ+Ⅰ-)交配，后代的基因型及比例為Ⅰ+Ⅰ+(野生型)∶Ⅰ+Ⅰ- (假設(shè)I-基因來(lái)自母本，即該基因不表達(dá)，則表現(xiàn)為體型正常的野生型)∶Ⅰ+Ⅰ- (假設(shè)I-基因來(lái)自父本，即該基因表達(dá)，則表現(xiàn)為發(fā)育遲緩型)∶Ⅰ-Ⅰ- (來(lái)自父本的I-基因表達(dá)，來(lái)自母本的I-基因不表達(dá)，則表現(xiàn)為發(fā)育遲緩型)＝1∶1∶1∶1，則后代的表現(xiàn)型及比例為野生型∶發(fā)育遲緩型＝1∶1。